浅谈高层建筑钢结构吊装施工技术

摘    要：钢结构施工项目具有时间跨度短、造价成本低、综合强度高等优势特征。而钢结构吊装工艺对专业性施工技术有较高要求，这也在一定程度上，增加了施工安全防护的难度。针对此，本文围绕高层建筑钢结构吊装施工展开深度探讨，旨在为业内人士提供有价值的参考意见。

关键词：钢结构施工;吊装工艺;安全防护

1  前言

近年来，随着科技领域的创新，我国高层建筑钢结构施工技术取得了前所未有的进步，钢材料种类也是层出不穷。钢结构建筑凭借其优势特征备受业内人士的青睐，具有极为宽广的发展空间。

2  简述高层建筑钢结构施工的技术特征

其一，大部分高层钢结构施工环节都是立体交叉协同运作的，不仅工程任务量繁重，而且施工空间有限，一线技术人员要在短时间内配置对应的机械设备，工作风险系数较大。

其二，高层钢结构具有工期紧、质量标准要求高等特征，而钢结构焊接工艺作为最基础且最重要的施工环节，能够直接影响工程的安全稳定性。

其三，高层钢结构施工需要借助塔吊等起重设备完成对板材的吊装，要求起重机臂杆长度要达到一定标准，尽可能的覆盖整个作业面;同时，起重标准要能够满足不同类型构件的起吊要求。由于塔吊是整个施工的关键设备，因此，在选择塔吊的过程中，要综合考量建筑群落的方位、施工现场实际情况及相关预吊装构件的重量标准等，确保工序的稳定运行。

其四，在整个钢结构施工进程中，吊装属于承前启后的关键工序，吊装的速率控制及质量标准对整个工程质量具有重要作用。

3  简要剖析高层建筑钢结构的发展概况

为平衡城市住房供需关系，高层建筑已成为经济与文明进步的标志，其数量及规模不断扩张。建筑行业的发展不仅要充分结合社会现状，还要加大对技术的重视程度，进而强化工程质量，满足实际需求。由此可见，创新优化高层建筑施工技术势在必行。纵观现阶段高层建筑的实际施工概况可知，要想实现施工技术本质性的飞跃，需把控高层建筑施工的特征，采取必要的手段提高施工效率，并节约时间成本，试行总承包经营模式。另外在实际施工环节，为了进一步提高垂直运输系统的施工效率，需立足于高层建筑的垂直发展和实际施工进度方面。在此过程中，一线技术人员需参照实际施工环境优化施工技术，进一步提升施工的安全稳定性。

4  结合实际案例，深度剖析钢结构施工技术核心

4.1  实际工程案例

以某市气象台新址工程为例，其主体结构采用的是型钢混凝土框架，总工程分为东西两个塔楼。工程钢结构主材具体包括劲性方钢柱、圆管柱、直播厅劲性钢梁等。其中，劲性钢柱呈垂直分布，从地下室贯穿至屋顶，方钢管的最大截面为850×850×15×15。劲性钢梁主要应用在直播厅的建造施工环节，钢梁的最大截面是650×1150×40×30，主钢梁重量约为25t，长度达到30.28m。

4.2  钢结构吊装施工流程

据上文所知，该工程的主体承载结构为型钢混凝土结构，板材吊装最大高度达到102m，钢梁柱的重量标准超过25t，这也是选择重型起吊设备的参考指标。然后综合考量运输条件及加工制作难度，可以将钢梁柱在工厂直接切分成不同结构，进而降低运输难度，并借助7030塔式起重机开展现场卸料、堆放及吊装工作。

4.3  前期准备工作

4.3.1  相关构件的运输与存放管理

在装卸运载过程中，要对构件采取必要的防护措施，最大限度的避免因外力造成其结构损坏。在主构件与次构件同步运载的过程中，由于次构件的强度条件较差，不宜在其上部放置重型构件，以免造成其超过承重负荷，发生形变。在运输过程中，应当在恰当位置增设木垫板，利用钢丝绳将其固定，同时对稳定性较差的构建采用支架防护。在构件运达施工现场后，为避免其直接与地面接触，应当增设上下整齐的木板垫，掌控构件堆放的高度，以1m范围内为宜，针对重型或体积较大的构件要单独存放。在施工现场条件允许的情况下，可将构件存放位置设立在靠近吊装位的区域内，但要考虑起重设备的臂杆运行范围和现场交通情况，尽可能将吊装位置的构件按型号划分。之后再将构件相关标识搁置在两端较为醒目的位置，以便后续的检查和使用。

4.3.2  标注构件的具体性征

在开展吊装工艺前，首先应当确定钢构件的重心和中心线，准确标注标高线，对于结构不对称的构件还要标注合理的安装方向，确保起吊安装施工的有序运转，避免发生重力不平衡的问题，阻碍施工的有序运转。同时使用颜色鲜艳的油漆作为标注记号，提示施工人员，以免造成混淆。

4.3.3  加大吊装构件保护力度

在吊裝过程中，如果不采用焊接吊耳，要利用钢丝绳紧固绑扎构件;利用半圆钢管内夹角钢将构件的四个角包裹起来，以防在起吊过程中结构自身的锐利边角隔断钢丝绳。此外，对构件的绑扎点也具有严格研究，切勿呈工字型或“H”型绑扎，以免钢柱局部位置发生结构损毁。

4.3.4  吊装钢柱

采用旋转法吊装钢柱，在正式开展工序前，进行初步试吊，在构件距离地面约20公分时，先暂停起吊，对构件的承力部分进行系统的检查，确认构件无外力损毁或重力失衡问题后再继续操作。在吊装过程中，应对准下层钢柱实施安装，并借助经纬仪等专用校准设备测试垂直度，尽量缩小钢柱的垂直偏差，之后，采用缆风绳进行固定，在完成焊接工艺后及时卸除钢丝绳。

在吊装施工前，先要要在钢柱的柱头位置明确标注中心轴线，以便保证上层钢柱安装的到位率。如果钢柱为变截面对接，应划出上层钢柱在本层钢柱上的就位线。与此同时，将临时连接板绑扎在钢柱上，实现协同起吊。在起吊钢柱的过程中，塔吊应使起钩与转臂同步运行，让钢柱呈垂直角度被吊起。

在调整标高的过程中，借助塔吊的起落及撬棍的后续调节，确保上下柱间隙满足实际要求。扭转调整的方法很简单，就是在上下耳板的不同侧面增设垫板，进而在内部挤压力的作用下矫正角度。再利用千斤顶顶起构件，并借助钢楔进行后续调整，让垂直度达到标准要求。

在钢柱起吊距离与预设部位差达到200mm时，确保柱体的稳固性，瞄准螺栓孔，匀速下落，避免在此过程中与地脚螺栓发生磕碰。在钢柱落实后，再借助专用角尺测量钢柱的定位线。在整个调整过程中，需要三位技术人员同时参与，分别负责钢柱的移位调整、稳固及施工检测，将误差控制在3mm以内。

在调整钢柱标高时，先要在柱体明确标注基准点，然后使用水准仪测定差值，调整校对螺母，以保证柱顶标高满足要求。

4.4  吊装钢梁

4.4.1  选择恰当的起吊点

在吊装钢梁前，应准确测算钢梁的重心，并在其上部作出明显记号，在吊装过程中，让吊点与构件重心的在同一垂直线上，如下图。通常来说，吊点的最佳位置是钢梁体的三分之一处。

4.4.2  具体工艺流程

将钢梁起吊→提升至恰当的高度→采取临时支护结构进行固定→调节水平及竖直方向的螺杆→使用专业设备判断吊点合理性→焊接固定点→在钢梁两侧增设腹板→对抗剪连接件两侧实施焊接工艺→处理焊接缝→检验焊接外观→采用超声波技术判断是否存在内部缺陷→检验工艺质量。

4.4.3  安装钢梁

首先，钢梁体的重心应当与钢柱的中轴线相叠合，使钢梁轴线位置符合力学特征。其次，在试吊过程中，当构件起吊高度达到200mm左右时暂停操作，检验绳索的稳固性。经确认无误后，方可继续起吊。最后施工技术人员再调整钢梁水平度，然后匀速升钩，在钢梁起吊高度达到超过指定点位50cm后，使钢梁的垂直对准安装点位，缓慢下落。

此外，在安装钢梁环节，可通过调节刚腹板两侧的螺母保证钢梁垂直度符合要求，利用自行设计在钢柱收缩来进行调整。在安装钢梁的过程中，需反复校验中轴线及标高，在确定其符合标准规范后方可实施后续工艺。

在完成钢梁焊接工艺后，先要割除钢梁边缘的吊耳，并再次检验钢梁垂直度标高。针对已经完成焊接的钢梁，需在其上下翼边缘准确标注抗剪构件的中轴线，采用自动栓钉进行加固处理。

此外，為控制组合钢梁垂直度、标高轴线等偏差，在每道工序完成后，都应反复校验这两方面差值，将其控制在合理范围内。再者，在安装钢梁的过程中，为便于起吊安装，可以将钢梁分为两到三段，分别采用高强度螺栓和型钢梁进行紧固连接，进而调整标高，在确定钢梁点位符合实际要求后，对钢梁接缝采取焊接施工。

除此之外，构件的强度标准和安全稳定性也应充分满足施工要求。在确定安装点位后，根据施工规划设计图纸，采取必要的紧固措施和焊接工艺，以提高稳定性，完成脱钩，若该过程稳定性较差，则需增设临时性支护结构，在未完成钢梁安装前借助四根规格相同的缆风绳作为临时加固装置。

5  结语

总之，高层建筑钢结构吊装施工对专业技术有较高的要求，工程中的施工工艺必须严格履行相应规范标准，且施工技术人员必须遵照相应流程进行施工，以此最大限度的提高施工质量，促进工程尽快竣工。

参考文献：

[1] 张烈.分析高层建筑钢结构吊装施工技术[J].居舍，2018（8）.

[2] 姚文焕.实例分析高层建筑钢结构的施工技术[J].现代商贸工业，2010（21）.

[3] 李华钢，邓利辉.超高层建筑钢结构吊装施工技术研究[J].价值工程，2010（31）.

[4] 梁光雄.电厂输煤系统大跨度重型钢结构吊装技术研究[J].通讯世界，2016（24）.

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